Produktuaren ezaugarriak

 Dokumentuak eta komunikabideak

Ingurumenaren eta esportazioen sailkapenak

 Zirkuitu Integratuak

Zirkuitu integratua (IC) txip erdieroale bat da, kondentsadoreak, diodoak, transistoreak eta erresistentzia bezalako osagai txiki asko dituena.Osagai txiki hauek teknologia digital edo analogikoaren laguntzaz datuak kalkulatzeko eta gordetzeko erabiltzen dira.IC bat zirkuitu oso eta fidagarri gisa erabil daitekeen txip txiki bat dela pentsa dezakezu.Zirkuitu integratuak kontagailua, osziladorea, anplifikadorea, ate logikoa, tenporizadorea, ordenagailuaren memoria edo mikroprozesadorea izan daitezke.

IC bat gaur egungo gailu elektroniko guztien oinarrizko eraikuntza-bloketzat hartzen da.Bere izenak silizioz egindako material erdieroale mehe batean txertatutako hainbat osagai dituen sistema bat iradokitzen du.

Zirkuitu Integratuen Historia

Zirkuitu integratuen atzean dagoen teknologia 1950ean sartu zuten Robert Noyce eta Jack Kilby-k Amerikako Estatu Batuetan.AEBetako Aire Indarra izan zen asmakizun berri honen lehen kontsumitzailea.Jack Kilbyk 2000. urtean Fisikako Nobel Saria irabazi zuen IC miniaturizatuak asmatzeagatik.

Kilbyren diseinua aurkeztu eta 1,5 urte geroago, Robert Noyce-k zirkuitu integratuaren bertsio propioa aurkeztu zuen.Bere ereduak hainbat arazo praktiko konpondu zituen Kilbyren gailuan.Noycek ere silizioa erabili zuen bere modelorako, eta Jack Kilbyk, berriz, germanioa.

Robert Noyce eta Jack Kilby-k AEBetako patenteak lortu zituzten zirkuitu integratuei egindako ekarpenagatik.Hainbat urtez arazo juridikoekin borrokatu zuten.Azkenik, bai Noyce eta bai Kilby-ren konpainiek beren asmakizunen lizentzia gurutzatzea erabaki zuten eta merkatu global erraldoi batean sartzea erabaki zuten.

Zirkuitu Integratuen Motak

Bi zirkuitu integratu mota daude.Hauek dira:

1. CI analogikoak

IC analogikoek etengabe alda daitekeen irteera dute, jasotzen ari diren seinalearen arabera.Teorian, horrelako IC-ek egoera kopuru mugagabea lor dezakete.IC mota honetan, mugimenduaren irteera-maila seinalearen sarrera-mailaren funtzio lineala da.

IC linealak irrati-maiztasun (RF) eta audio-maiztasun (AF) anplifikatzaile gisa funtziona dezake.Eragiketa-anplifikadorea (op-amp) normalean hemen erabiltzen den gailua da.Gainera, tenperatura sentsore bat ohiko beste aplikazio bat da.IC linealek hainbat gailu piztu eta itzal ditzakete seinalea balio jakin batera iristen denean.Teknologia hau labeetan, berogailuetan eta aire girotuetan aurki dezakezu.

2. IC digitalak

 Hauek IC analogikoetatik desberdinak dira.Ez dute funtzionatzen seinale-maila konstante batean.Horren ordez, aurrez ezarritako maila batzuetan funtzionatzen dute.IC digitalak, funtsean, ate logikoen laguntzarekin funtzionatzen du.Ate logikoek datu bitarrak erabiltzen dituzte.Datu bitarretan seinaleek baxua (0 logikoa) eta altua (1 logikoa) izenez ezagutzen diren bi maila baino ez dituzte.

IC digitalak aplikazio ugaritan erabiltzen dira, hala nola ordenagailuetan, modemetan, etab.

Zergatik dira ezagunak Zirkuitu Integratuak?

Duela ia 30 urte asmatu arren, zirkuitu integratuak aplikazio ugaritan erabiltzen dira oraindik.Azter ditzagun haien ospearen erantzule diren elementuetako batzuk:

1.Eskalagarritasuna

Duela urte batzuk, erdieroaleen industriaren diru-sarrerak 350.000 milioi dolar ikaragarrietara iritsi ziren.Intel izan zen hemen laguntzailerik handiena.Beste eragile batzuk ere bazeuden, eta horietako gehienak merkatu digitalekoak ziren.Zenbakiei erreparatuz gero, erdieroaleen industriak sortutako salmenten ehuneko 80 merkatu horretakoak zirela ikusiko duzu.

Zirkuitu integratuek zeresan handia izan dute arrakasta horretan.Ikusten duzu, erdieroaleen industriako ikertzaileek zirkuitu integratua, bere aplikazioak eta bere zehaztapenak aztertu eta handitu egin zituzten.

Asmatu den lehen IC-ak transistore batzuk besterik ez zituen – 5 zehazki.Eta orain Intel-en 18 nukleoko Xeon ikusi dugu guztira 5.500 milioi transistorerekin.Gainera, IBMren Biltegiratze Kontrolatzaileak 7.100 milioi transistore zituen 480 MB L4 cachearekin 2015ean.

Eskalagarritasun horrek zeresan handia izan du Zirkuitu Integratuen ospe handian.

2. Kostua

Hainbat eztabaida egon dira IC baten kostuari buruz.Urteetan zehar, IC baten benetako prezioari buruzko uste oker bat egon da.Honen atzean dagoen arrazoia da ICak ez direla kontzeptu soil bat.Teknologia abiadura izugarri azkar doa aurrera, eta txip-diseinatzaileek erritmo horri eutsi behar diote ICren kostua kalkulatzerakoan.

Duela urte batzuk, IC baten kostuaren kalkulua siliziozko trokelean oinarritzen zen.Garai hartan, txiparen kostua kalkulatzea erraz zehazten zen trokelaren tamainaren arabera.Silizioa beren kalkuluetan oraindik elementu nagusia den arren, adituek beste osagai batzuk ere kontuan hartu behar dituzte IC kostua kalkulatzerakoan.

Orain arte, adituek nahiko ekuazio sinple bat ondorioztatu dute IC baten azken kostua zehazteko:

Azken IC kostua = paketearen kostua + probaren kostua + trokelaren kostua + bidalketa kostua

Ekuazio honek txiparen fabrikazioan zeregin handia duten beharrezko elementu guztiak hartzen ditu kontuan.Horretaz gain, kontuan izan daitezkeen beste faktore batzuk ere egon daitezke.IC kostuak kalkulatzerakoan kontuan izan beharreko gauza garrantzitsuena da prezioa ekoizpen prozesuan zehar hainbat arrazoirengatik alda daitekeela.

Era berean, fabrikazio prozesuan hartutako erabaki teknikoek eragin handia izan dezakete proiektuaren kostuan.

3. Fidagarritasuna

Zirkuitu integratuen ekoizpena oso lan sentikorra da, sistema guztiek etengabe lan egin behar dutelako milioika ziklotan zehar.Kanpoko eremu elektromagnetikoek, muturreko tenperaturak eta beste funtzionamendu-baldintzek zeresan handia dute ICren funtzionamenduan.

Hala ere, arazo horietako gehienak behar bezala kontrolatutako estres handiko probak erabiliz ezabatzen dira.Ez du hutsegite mekanismo berririk ematen, zirkuitu integratuen fidagarritasuna areagotuz.Porrotaren banaketa ere denbora nahiko laburrean zehaztu dezakegu tentsio handiagoak erabiliz.

Alderdi horiek guztiek zirkuitu integratu batek behar bezala funtzionatzeko gai dela ziurtatzen laguntzen dute.

Gainera, hona hemen zirkuitu integratuen portaera zehazteko ezaugarri batzuk:

Tenperatura

Tenperatura oso alda daiteke, IC-aren ekoizpena oso zaila eginez.

Tentsioa.

Gailuek apur bat alda daitekeen tentsio nominalean funtzionatzen dute.

Prozesua

Gailuetarako erabiltzen diren prozesu-aldaerarik garrantzitsuenak atalase-tentsioa eta kanalaren luzera dira.Prozesuaren aldakuntza honela sailkatzen da:

• Askoz asko
• Ostiaz ostia
• Hiltzeko hil

Zirkuitu Integratuko Paketeak

Paketeak zirkuitu integratu baten troquela biltzen du, eta erraz konektatzen gara.Trokelaren kanpoko konexio bakoitza urrezko alanbre zati txiki batekin lotzen da paketeko pin batekin.Pinak zilar kolorekoak diren terminalak estrusioak dira.Zirkuitutik igarotzen dira txiparen beste zati batzuekin konektatzeko.Hauek oso ezinbestekoak dira zirkuituan zehar ibiltzen baitira eta harietara eta zirkuitu bateko gainerako osagaiekin konektatzen baitira.

Hemen erabil daitezkeen hainbat pakete mota daude.Guztiek muntaketa mota bereziak, neurri bereziak eta pin kopuruak dituzte.Ikus dezagun nola funtzionatzen duen.

Pin zenbaketa

Zirkuitu integratu guztiak polarizatuta daude, eta pin bakoitza desberdina da funtzioaren eta kokapenaren arabera.Horrek esan nahi du paketeak pin guztiak elkarrengandik adierazi eta bereizi behar dituela.IC gehienek puntu bat edo koska bat erabiltzen dute lehenengo pina erakusteko.

Lehen pinaren kokapena identifikatzen duzunean, gainerako pin-zenbakiak sekuentzia batean handitzen dira zirkuituan zehar erlojuaren orratzen noranzkoan joan ahala.

Muntaketa

Muntatzea pakete mota baten ezaugarri berezietako bat da.Pakete guztiak bi muntaketa-kategorien arabera sailka daitezke: gainazaleko muntaketa (SMD edo SMT) edo zeharkako zuloa (PTH).Askoz errazagoa da Through-hole paketeekin lan egitea, handiagoak direnez.Zirkuitu baten alde batean finkatzeko eta beste batera soldatzeko diseinatuta daude.

Gainazalean muntatzeko paketeak tamaina ezberdinetan daude, txikietatik txikietara.Kutxaren alde batean finkatuta daude eta gainazalean soldatuta daude.Pakete honen pinak txiparekiko perpendikularrak dira, albotik estututa edo, batzuetan, txiparen oinarrian matrize batean ezartzen dira.Gainazaleko muntaia moduko zirkuitu integratuek ere tresna bereziak behar dituzte muntatzeko.

Linea bikoitza

Lineako Pakete Bikoitza (DIP) pakete ohikoenetako bat da.Hau zulo bidezko IC pakete mota bat da.Txip txiki hauek bi ilara paralelo dituzte bertikalki hedatzen diren karkasa beltz, plastiko eta angeluzuzen batetik.

Pinek 2,54 mm inguruko tartea dute haien artean; estandarra ezin hobea da ogi-oholetan eta beste prototipo-tauletan sartzeko.Pin kopuruaren arabera, DIP paketearen neurri orokorrak 4 eta 64 bitartekoak izan daitezke.

Pin-lerro bakoitzaren arteko eskualdea tartekatuta dago DIP IC-ak ohol-taularen erdiko eskualdea gainjartzeko.Horrek bermatzen du pinek bere ilara dutela eta ez direla laburrak.

Txiki-Eskema

Eskema txikiko zirkuitu integratu paketeak edo SOIC gainazaleko muntaketa baten antzekoak dira.Pin guztiak DIP batean tolestuz eta txikituz osatzen da.Pakete hauek esku irmo batekin eta begia itxita ere munta ditzakezu – Hain erraza da!

Quad Flat

Quad Flat paketeek pinak lau norabideetan zabaltzen dituzte.IC lau lau bateko pin-kopurua guztiz alda daiteke albo bateko zortzi pinetatik (32 guztira) eta hirurogeita hamar pinetara (300+ guztira).Pin hauek 0,4 mm eta 1 mm arteko tartea dute bien artean.Pakete lau lauko aldaera txikiagoek profil baxuko (LQFP), meheko (TQFP) eta oso meheko (VQFP) paketeek osatzen dute.

Ball Grid Arrays

Ball Grid Arrays edo BGA dira inguruko IC pakete aurreratuenak.Pakete txiki ikaragarri konplikatuak dira, non soldadura bola txikiak zirkuitu integratuaren oinarrian bi dimentsioko sareta batean ezartzen diren.Batzuetan adituek soldadura-bolak zuzenean lotzen dizkiote trokelari!

Ball Grid Arrays paketeak mikroprozesadore aurreratuetarako erabiltzen dira sarritan, Raspberry Pi edo pcDuino bezalakoak.